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Nachgiebige Gelenk- und Haltevorrichtung Die vorliegende Erfindung
betrifft nachgiebige Gelenk- und Haltevorrichtungen bekannter Art, die eine nachgiebige,
aus einem Stoff, wie z. B. Gummi, bestehende Muffe aufweisen, welche in dem ringförmigen
Raum zwischen zwei starren konzentrischen gleichachsigen Teilen mit einem imwesentlichen
kreisförmigen Querschnitt angeordnet ist, die gegenseitige hin und her gehende Verschiebungen,
und zwar entweder Verschiebungen in radialer oder in axialer Richtung oder Winkelverschiebungen
durch Drehung um ihre gemeinsame Achse ausführen, wobei die genannte, an diesen
Teilen nicht befestigte Muffe im freien Zustand und vor ihrer Anbringung eine größere
Wandstärke und eine kleinere Länge besitzt als diejenige dieses Zwischenraumes,
so daß sie nach ihrer Anbringung in diesem Raum in radialer Richtung zusammengedrückt
wird und sich in axialer Richtung verlängert. Die Folge davon ist, daß diese Muffe
den hin und her gehenden gegenseitigen radialen Verschiebungen der beiden Teile,
d. h. des inneren und des äußeren Teils, einen hohen, den axialen Verschiebungen
einen größeren oder kleineren und den Winkelverschiebungen einen geringen Widerstand
entgegensetzt.
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Die Oberflächen der beiden Teile, d. h. des inneren und des äußeren
Teils, die den ringförmigen Raum begrenzen, in dem die nachgiebige Muffe angeordnet
ist, sind im allgemeinen entweder zylindrisch oder konisch oder teils zylindrisch
und teils kegelstumpfförmig ausgebildet.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine nachgiebige Gelenk- und Haltevorrichtung
der obengenannten Art, bei der den radialen und axialen Verschiebungen des inneren
und des äußeren Teils ein sehr hoher Widerstand entgegengesetzt und
trotzdem
eine große gegenseitige Schwingungsfreiheit dieser Teile um ihre gemeinsame Achse
beibehalten wird.
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Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die Außenfläche des inneren
und die Innenfläche des äußeren Teils an ihren Enden je zwei Abschnitte aufweisen,
deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des mittleren anderen Abschnittes
der in Betracht kommenden Fläche und von diesem mittleren Abschnitt an allmählich
abnimmt, wobei sich die zwischen diesen Endteilen in radialer Richtung stark zusammengedrückte
Muffe verlängert.
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Auf diese Weise erhält man durch die genannten Endteile der nachgiebigen
Muffe zwei nachgiebige Längsanschläge für die gegenseitige Verschiebung des inneren
und des äußeren Teils.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung
der oben beschriebenen Vorrichtung, gemäß dem die nachgiebige Muffe in den äußeren,
ursprünglich auf seiner ganzen Länge zylindrischen Teil eingesetzt wird und anschließend
die beiden Enden des Zylinders eingezogen werden.
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In der Zeichnung, in welcher lediglich Ausführungsbeispiele dargestellt
sind, zeigt Fig. i eine Vorrichtung nach der Erfindung in einem Längsschnitt, Fig.
2 einen ähnlichen Schnitt vor dem Einziehen der beiden Enden des äußeren Teils,
Fig. 3 und 4 Längsschnitte durch nachgiebige Ringe im freien Zustand vor ihrer Anordnung
und Fig. 5 und 6 zwei Anwendungsbeispiele der Erfindung im Schnitt.
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Bei dem in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Vorrichtung
aus einem durch Drehung um die Längsachse XX gebildeten inneren Teil i und einem
mit diesem konzentrischen äußeren Teil 2. Zwischen diesen beiden Teilen ist ein
ringförmiger Raum vorgesehen, in dem eine nachgiebige, aus Gummi o. dgl. bestehende
Muffe angeordnet ist, während die beiden Teile i und 2 starr sind und vorzugsweise
aus Metall bestehen.
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Der innere Teil i ist vollwandig dargestellt und weist zwei mit Außengewinde
versehene Befestigungsteile auf.
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Die Außenfläche 5, die den ringförmigen Raum begrenzt, in dem die
nachgiebige Muffe 3 angeordnet ist, besteht aus einemmittlerenzylindrischen Teil
mit dem Durchmesser Di und den beiden Endteilen a, b und c, d, deren Durchmesser
von Di nach D., allmählich abnimmt und die entweder kegelstumpfförmig oder mehr
oder weniger gewölbt sein können, wobei zweckmäßig Viertelhohlkehlen bei b und c
vorgesehen sind.
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Die der Fläche 5 des Teils i entsprechende Innenfläche 6 des äußeren
Teils 2 besteht aus einem mittleren zylindrischen Teil f, g mit einem Durchmesser
D3, der größer ist als der Durchmesser Dl des Teils b, c der Außenfläche des Teils
i, mit welchem Teil b, c die genannte Fläche 5 konzentrisch ist und gegenüber welchem
sie an beiden Enden leicht vorspringt, und aus zwei Endteilen e, f und g,
h, deren Durchmesser von D3 nach D4 abnimmt. Aus Sicherheitsgründen ist der Durchmesser
D4 zweckmäßig geringer als der größte Durchmesser Dl des inneren Teils i. Die Flächenabschnitte
e, f und g, li sind zweckmäßig gegenüber der Achse XX schiefer eingestellt als die
Abschnitte a, b und c, d. Viertelhohlkehlen sind ebenfalls bei f und g vorgesehen.
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Die nachgiebige Muffe 3 erstreckt sich im Raum zwischen den Teilen
1 und 2, und zwar nicht nur im mittleren zylindrischen Abschnitt, in dem die genannte
Muffe selbst ebenfalls zylindrisch ist, sondern auch in den Endabschnitten bei 7
und B.
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Die genannte Muffe besteht aus dem nachgiebigen, in der Fig. 3 dargestellten
Ring 3a. Dieser Ring besteht aus einem Teil mit einem Durchmesser D5, der wesentlich
geringer ist als der Durchmesser D1 des inneren Teils 1, und einem Teil mit einem
äußeren Durchmesser D., der wesentlich größer ist als der innere Durchmesser D3
des äußeren Teils 2, wobei der Unterschied D6-D3 zweckmäßig geringer ist als der
Unterschied Di-D5, und mit einer Länge i, die wesentlich geringer ist als die Länge
I_ der eingesetzten nachgiebigen Muffe.
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Der Ring 3a besitzt zweckmäßig Abrundungen, wie solche an den Enden
seiner zylindrischen Flächen, und zwar seiner äußeren und seiner inneren Fläche,
dargestellt sind.
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Die Vorrichtung wird in folgender Weise zusammengesetzt: Man geht
von einem äußeren Teil 2a (Fig. 2) aus, der auf seiner ganzen Länge zylindrisch
ist und dessen Innendurchmesser einen gleichbleibenden Wert D3 besitzt.
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Zuerst wird der Ring 3a in bekannter Weise in den Teil 2a eingesetzt,
indem man diesen Ringaa längs der Achse XX in einen kegelstumpfförmigen Trichter
9a, dessen kleinere Basis einen Durchmesser D3 besitzt, und dann in den Teil 2a
allmählich und so lange eindrückt, bis dieser Ring in diesem Teil in der Längsrichtung
zentriert ist.
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Alsdann wird der innere Teil i in die axiale Bohrung des nachgiebigen
Ringes eingedrückt, indem man einen kegelförmigen oder ähnlich ausgebildeten -Stempel
vor diesen Teil so lange vorschiebt, bis der genannte "feil i in der Längsrichtung
zentriert ist.
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Der nachgiebige Teil 3a hat dann die für die Muffe 3 beschriebene
Form angenommen. Er wurde in radialer Richtung stark zusammengedrückt, und seine
radiale Wandstärke
hat den geringeren Wert
angenommen, während er sich in der Längsrichtung von i bis I stark verlängerte.
Die Enden 7 und 8 haben die Enden des gegenüber den Abschnitten a, b und c, d der
äußeren Fläche 5 des inneren Teils i liegenden ringförmigen Raumes mindestens teilweise
ausgefüllt. Es bleibt dann nur noch übrig, die Endabschnitte des äußeren Teils 2
bei e, f und g, li durch einen Arbeitsvorgang zusammenzustauchen, der z.
B. auf der Drehbank mittels eines Werkzeuges, das z. B. dem in Abb. 2 bei i i dargestellten
Werkzeug ähnlich ist, wobei diese Einziehung zweckmäßig von den Punkten f und g
an nach den Punkten e und h (Fig. i) allmählieh
erfolgt, oder in
der Presse durch Eindrücken, wie bei io dargestellt, ausgeführt werden kann, wobei
eine identische Matrize am anderen Ende angeordnet sein und als Gegenstück arbeiten
kann.
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Auf diese Weise erhält man die Vorrichtung nach Abb. i, bei welcher
die Muffe 3 infolge der starken radialen Verformung des Ringes 3° den gegenseitigen
radialen Verschiebungen der Teile i und 2, d. h. den Verschiebungen senkrecht zur
Achse XX, Widerstand entgegensetzt und die relativen axialen Verschiebungen der
Teile i und 2 nach XX infolge der starken Verlängerung L-i und besonders durch das
Anschlagen der Abschnitte e, f
und g, h des äußeren Teilst gegen die
Abschnitte a, b
und c, d des inneren Teils i über die Abschnitte 7
und 8 der nachgiebigen Muffe 3 außerordentlich verringert werden, während bedeutende
relative Schwingungsbewegungen der Teile i und 2 um die Achse XX weiter möglich
sind.
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Fig.4 zeigt eine andere Ausführungsform, die für den nachgiebigen
Ring 36 verwendet werden kann. Dieser Ring ist innen an den beiden Enden seiner
Bohrung 12 mit zwei Umfangsrippen 13 und 14 versehen, die dazu bestimmt sind, das
Auffüllen der beiden schiefen Endabschnitte des zwischen den Teilen i und 2 vorgesehenen
ringförmigen Raumes bei 7 und 8 (Fig. i) zu erleichtern.
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In Fig. 5 ist eine Anwendung der Erfindung bei der Herstellung einer
Kupplung zwischen zwei Tellern 15 und 16 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel
ist der innere Teil i° hohl und wird von einer Verbindungsachse 17 durchsetzt, die
z. B. gegenüber dem Teller 16 durch eine Schulter 18 und eine Mutter i9 festgelegt
wird, während eine andere Mutter 2o die nachgiebige Vorrichtung gegen die andere
Seite der Schulter 18 festlegt.
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In der Fig. 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei
welchem der innere Teil der Felge 21 einer Rolle oder eines Rades eines Fahrzeuges
entspricht, das auf Schienen laufen soll, während der äußere Teil 22 eine mit dem
zugehörigen Spuransatz versehene Bereifung bildet.
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Die Erfindung ist besonders bei einer solchen Anwendung vorteilhaft,
denn es ist, wie leicht ersichtlich, erforderlich, daß die Bereifung 22 gegenüber
der Felge 21 keine bedeutenden axialen Verschiebungen ausführen kann.
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Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf die dargestellten
und beschriebenen Ausführungsformen und Anwendungsmöglichkeiten, die nur als Beispiele
gewählt wurden.
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Das Einziehen der Muffe 3 kann in an sich bekannter gleise durch Schmierung
oder sonstiges Anstreichen der Flächen 5 und 6 erleichtert werden, wobei das Schmiermittel
bzw. der sonstige erleichternde Anstrich beim Trocknen das Anhaften des Gummis an
den genannten Flächen erleichtert. Die Endteile 7 und 8 der nachgiebigen Muffe können
mit den Abschnitten a, b und c, d des inneren Teils in Berührung stehen,
oder es kann zwischen dem nachgiebigen Stoff und den genannten Flächen ein leichtes
Spiel vorgesehen sein.
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Wenn der innere Teil i vollwandig und mit zur Befestigung dienenden
Verlängerungsstücken (Fig. i) versehen ist, so können diese zweckmäßig mit Rillen,
Kantenflächen, Nuten o. dgl. Mitteln versehen sein, die es ermöglichen, den Verdrehungsmomenten
Widerstand zu leisten.
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Im Falle eines hohlen inneren Teils, wie i a (Fig.5), kann dieser
Teil zu demselben Zweck in seiner axialen Bohrung in ähnlicher Weise angeordnet
sein.
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Die Vorrichtung läßt sich vorteilhaft als Drehzapfen für die gelenkartige
Verbindung vonDoppellaschen, Federn u. dgl. verwenden.